Pengendalian Pencemaran UdaraPengendalian Pencemaran Udara

CYCLONECYCLONEOleh :Oleh :

Tri WidjajaTri Widjaja

Pengendalian Pencemaran Udara – Teknik Kimia – FTI - ITSPengendalian Pencemaran Udara – Teknik Kimia – FTI - ITS

TAHUKAH ANDA??

Cyclone separator adalah alat Cyclone separator adalah alat yang menggunakan prinsip yang menggunakan prinsip gaya sentrifugal dan tekanan gaya sentrifugal dan tekanan rendah karena adanya rendah karena adanya perputaran untuk memisahkan perputaran untuk memisahkan materi berdasarkan perbedaan materi berdasarkan perbedaan massa jenis dan ukuran. massa jenis dan ukuran.

Bagaimana Prinsip Kerjanya??

Gas atau aliran fluida Gas atau aliran fluida diinjeksikan melalui pipa diinjeksikan melalui pipa input.input.

Bentuk kerucut cyclone Bentuk kerucut cyclone menginduksikan aliran gas menginduksikan aliran gas atau fluida untuk berputar, atau fluida untuk berputar, menciptakan vortex. menciptakan vortex.

Partikel dengan ukuran atau Partikel dengan ukuran atau kerapatan yang lebih besar kerapatan yang lebih besar didorong ke arah luar didorong ke arah luar vortex.vortex.

Gaya gravitasi Gaya gravitasi menyebabkan partikel-menyebabkan partikel-partikel tersebut jatuh ke partikel tersebut jatuh ke sisi kerucut menuju tempat sisi kerucut menuju tempat pengeluaran. pengeluaran.

Partikel dengan ukuran atau Partikel dengan ukuran atau kerapatan yang lebih kecil kerapatan yang lebih kecil keluar melalui bagian atas keluar melalui bagian atas dari cyclone melalui pusat dari cyclone melalui pusat yang bertekanan rendah. yang bertekanan rendah.

CYCLONE

Cyclone membuat suatu gaya sentrifugal yang berfungsi untuk memisahkan partikulat dari udara kotor.

Gaya sentrifugal timbul saat partikulat di dalam udara masuk ke puncak kolektor silindris pada suatu sudut dan diputar dengan cepat mengarah ke bawah seperti pusaran air. Aliran udara mengalir secara melingkar dan partikulat yang lebih berat mengarah ke bawah setelah menabrak ke arah dinding cyclone dan meluncur ke bawah.

KomponenKomponen Cyclone Cyclone

Cyclone atau centrifugal separator adalah dust collector yang prinsipnya terdiri dari:

1. Silinder vertikal dengan bagian bawah berbentuk corong (conical).

2. Pipa outlet pada bagian bawah untuk mengeluarkan partikulat.

3. Pipa outlet gas pada bagian atas.

HYDROCYCLONEHYDROCYCLONE

Hydrocyclone adalah Hydrocyclone adalah suatu alat yang suatu alat yang berfungsi untuk berfungsi untuk memisahkan padatan memisahkan padatan atau gas dari cairan atau gas dari cairan berdasarkan berdasarkan perbedaan gravitasi perbedaan gravitasi setiap komponen.setiap komponen.

CARA KERJA CARA KERJA

Hydrocyclone bekerja Hydrocyclone bekerja dengan cara memutar zat dengan cara memutar zat yang dimasukan di dalam yang dimasukan di dalam ruang dalam yang ruang dalam yang berkontur. Material yang berkontur. Material yang lebih berat dialirkan ke lebih berat dialirkan ke bawah melalui jalur spiral bawah melalui jalur spiral di sepanjang dinding di sepanjang dinding ruangan, sementara ruangan, sementara material yang lebih ringan material yang lebih ringan diarahkan ke ruang diarahkan ke ruang penampungan di bagian penampungan di bagian atas. atas.

KEUNGGULAN HYDROCYCLONEKEUNGGULAN HYDROCYCLONE

Biaya yang dikeluarkan relatif lebih murahBiaya yang dikeluarkan relatif lebih murah Tidak memerlukan sumber energi yang Tidak memerlukan sumber energi yang

terpisahterpisah Biaya perawatan yang murahBiaya perawatan yang murah Mudah diterapkan dalam berbagai dunia Mudah diterapkan dalam berbagai dunia

industri industri Pemasangan yang cepatPemasangan yang cepat Kemungkinan kesalahan dalam Kemungkinan kesalahan dalam

pemasangan relatif kecil. pemasangan relatif kecil.

HYDROCYCLONE DALAM HYDROCYCLONE DALAM INDUSTRIINDUSTRI

HYDROCYCLONE DALAM HYDROCYCLONE DALAM INDUSTRIINDUSTRI

MULTICYCLONE

Ketika harus menangani volume gas dalam jumlah besar dan efisiensi tinggi maka digunakan beberapa cyclone dengan diameter kecil yang biasanya dipasang bersama membentuk multicyclone.

MulticycloneMulticyclone

Advantages:Advantages:

Lebih efisien daripada single-cyclone separator Lebih efisien daripada single-cyclone separator (90-95%).(90-95%).

MulticycloneMulticyclone

Disadvantages:Disadvantages:

1.1.Cenderung terjadi penyumbatan karena Cenderung terjadi penyumbatan karena diameter yang kecil.diameter yang kecil.

2.2.Memakai tempat yang lebih besar dibanding Memakai tempat yang lebih besar dibanding single-cyclone.single-cyclone.

MulticycloneMulticyclone

Grafik perbandingan tipe cyclone terhadap Grafik perbandingan tipe cyclone terhadap efisiensi vs ukuran partikel efisiensi vs ukuran partikel

Grafik perbandingan tipe multiple cyclone terhadap Grafik perbandingan tipe multiple cyclone terhadap efisiensi vs ukuran partikel efisiensi vs ukuran partikel

Bentuk-bentuk CycloneBentuk-bentuk Cyclone Dua bentuk utama dari cyclone adalah axial dan Dua bentuk utama dari cyclone adalah axial dan

tangensial cyclone. tangensial cyclone. Pada dasarnya, keduanya beroperasi dengan Pada dasarnya, keduanya beroperasi dengan

prinsip kerja yang sama. prinsip kerja yang sama. Namun, pada axial flow cyclones materi masuk Namun, pada axial flow cyclones materi masuk

melalui bagian atas cyclone dan dipaksa untuk melalui bagian atas cyclone dan dipaksa untuk bergerak membentuk sudut pada bagian atas. bergerak membentuk sudut pada bagian atas.

Pada tangential cyclones, materi masuk dari Pada tangential cyclones, materi masuk dari celah pada sisi yang berada pada posisi celah pada sisi yang berada pada posisi menyudut dengan badan cyclone. menyudut dengan badan cyclone.

Axial flow cyclones lebih banyak digunakan. Axial flow cyclones lebih banyak digunakan.

KEY PARAMETERKEY PARAMETER

Ada 3 parameter terpenting dari sebuah Ada 3 parameter terpenting dari sebuah cyclone dalam pemisahan berbagai jenis materi cyclone dalam pemisahan berbagai jenis materi yakni: yakni:

Cut diameter (dCut diameter (dpcpc))

Pressure drop (Pressure drop (ΔΔPP)) Overall collection efficiencyOverall collection efficiency

Cut Diameter

Dimana:µ = viscositas (lb/ft.s.Pa.s)N = effective number of turns (5-10 untuk cyclone pada umumnya)I = inlet gas velocity, ft/s (m/s)ρp = particle density, lb/ft3 (kg/m3) ρ = gas density, lb/ft3 (kg/m3)Bc= inlet width, ft (m)

dpc = [9µBc / 2¶Ni(ρp-ρ)]0.5

Pressure Drop

Dimana:q = volumetric flow ratekc = a dimensionless factor descriptive of cyclone inlet vanes

ΔP = 0.0027q2 / [kcDc2BcHc(Lc/Dc)1/3(Zc/Dc)1/3]

OVERALL COLLECTION EFFICIENCY

Dimana:c = cyclone dimension factor = impaction parametern = vortex exponent

Ei = 1- e [-2(c)^1/(2n+2)]

Efisiensi CycloneEfisiensi Cyclone

Efisiensi Cyclone tergantung pada:

1. Ukuran partikelSemakin besar ukuran partikel, maka efisiensi cyclone akan semakin meningkat karena berdasarkan Hukum Stokes, diameter partikel berbanding lurus dengan terminal settling velocity.

2. Diamater dari cycloneBerdasarkan gaya sentrifugal, diameter cyclone berbanding terbalik dengan gayanya, sehingga semakin kecil diameter cyclone maka semakin besar efisiensinya.

3. Viskositas dari gasBerdasarkan Hukum Stokes, semakin besar viskositas maka efisiensi cyclone semakin kecil.

Efisiensi Cyclone Con’tEfisiensi Cyclone Con’t

4. Temperatur gas buangTemperatur gas buang akan mempengaruhi sifat dari fluida.

5. Densitas partikelSemakin besar densitas partikel maka akan semakin besar efisiensi cyclone.

6. Dust loadingSemakin banyak dust loading maka akan semakin baik efisiensi karena memungkinkan terjadinya tumbukan antar partikel semakin besar.

7. Inlet velocitySemakin besar inlet velocity maka akan semakin besar efisiensi cyclone.

Stoke’s LawStoke’s Law

gr

VgDV pptR

2tan

2

18

)(

Dimana :

VtR = Terminal radial velocity

Dp = Diameter partikel

g = konstanta gravitasi

ρp = densitas partikel

ρ = densitas fluida

μ = viskositas fluida

Vtan = kecepatan tangensial

r = jari-jari cyclone

Faktor-faktor yang dapat Faktor-faktor yang dapat mengurangi performa dari mengurangi performa dari suatu cyclone antara lain:suatu cyclone antara lain:

1.1. Kerusakan mekanik dari cycloneKerusakan mekanik dari cyclone

2.2. Penyumbatan unit disebabkan Penyumbatan unit disebabkan endapan debuendapan debu

3.3. Penggunaan yang berlebihan, Penggunaan yang berlebihan, biasanya disebabkan oleh abrasi. biasanya disebabkan oleh abrasi.

APLIKASIAPLIKASI Industri agrikultural:Industri agrikultural:- memisahkan partikel memisahkan partikel

debu emisi dari debu emisi dari pengolahan kapas, pengolahan kapas, pembersihan tepung, pembersihan tepung, traktor, pencampuran traktor, pencampuran tepung, dan mesin-mesin tepung, dan mesin-mesin agrikultural lainnya. agrikultural lainnya.

Selain itu juga digunakan Selain itu juga digunakan dalam pemisahan dalam pemisahan endapan lumpur dari air endapan lumpur dari air sumur, dan pemisahan sumur, dan pemisahan lumpur pada minyak lumpur pada minyak tanah serta dalam tanah serta dalam pengumpulan karbonpengumpulan karbon

Industri makanan:Industri makanan:- memisahkan memisahkan

gumpalangumpalan partikel partikel - memisahkan protein memisahkan protein

dan zat tepungdan zat tepung- memisahkan butiran memisahkan butiran

pasir dari gula dalam pasir dari gula dalam jus kaleng jus kaleng

- pemurnian air yang pemurnian air yang digunakan untuk digunakan untuk membersihkan membersihkan kentang dalam kentang dalam industri keripik industri keripik kentang.kentang.

Aplikasi Industri

1. Industri Marmer. Ex: CV. Kurnia Marmer, Padalarang

2. Industri Semen. Ex: PT Petrokimia Gresik dan

PT Indocement Tunggal Prakarsa

3. Industri agrikultural: memisahkan partikel debu emisi

dari pengolahan kapas

4. dll

SEKIAN

TERIMA KASIH